小議煤炭運(yùn)輸中計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的作用

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煤炭運(yùn)輸中的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行串行通信來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)集散進(jìn)行控制，其主要由上位機(jī)與下位機(jī)兩個(gè)部分構(gòu)成。下位機(jī)的傳感器將煤炭運(yùn)輸情況以光纖信號(hào)形式傳送到井上的上位機(jī)里，上位機(jī)連接的計(jì)算機(jī)通過(guò)識(shí)別解碼將其以動(dòng)畫(huà)形式在顯示屏里顯現(xiàn)出井下傳輸機(jī)的工作情況，如果出現(xiàn)故障，就會(huì)使上位機(jī)連接的報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，并根據(jù)計(jì)算機(jī)上顯示出的故障類型自主下達(dá)故障處理信號(hào)，而防止故障對(duì)生產(chǎn)進(jìn)一步延滯，有效地減少了下井作業(yè)人員的數(shù)量，提高了生產(chǎn)效率。而且也將井下生產(chǎn)線上的情況及時(shí)傳送給決策者，方便其統(tǒng)計(jì)各類故障的幾率，及時(shí)查找出傳輸工具的故障原因，并對(duì)其檢修，以確保生產(chǎn)一線一直以最低故障率進(jìn)行生產(chǎn)。

1上位機(jī)的監(jiān)控動(dòng)畫(huà)和工作現(xiàn)場(chǎng)一致

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)首先要具有實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，以保證監(jiān)控界面上顯示的畫(huà)面和井下工作現(xiàn)場(chǎng)中的設(shè)備狀態(tài)相一致。為了達(dá)到這種效果，在設(shè)計(jì)程序時(shí)要利用一個(gè)二維數(shù)組，來(lái)作為聯(lián)接井下設(shè)備和監(jiān)控界面畫(huà)面之間的橋梁。由下位機(jī)去采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，并將其傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中去，由上位機(jī)進(jìn)行分析整理，進(jìn)而將有特定意義的數(shù)據(jù)寫(xiě)進(jìn)二維數(shù)組中去。與此同時(shí)，上位機(jī)的程序定時(shí)去讀取二維數(shù)組里的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)的特定含義去控制監(jiān)控界面上的顯示內(nèi)容。通過(guò)此種方式，使現(xiàn)場(chǎng)編入二維數(shù)組和讀取二維數(shù)組里的數(shù)據(jù)成為兩個(gè)獨(dú)立存在的過(guò)程，互相并沒(méi)有影響，進(jìn)而保證上位機(jī)中的監(jiān)控動(dòng)畫(huà)同時(shí)顯示出了井下工作現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)情況。

2上位機(jī)的故障編碼和統(tǒng)計(jì)

對(duì)于井下的帶式輸送機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的8種故障，可以用1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行表示，建議設(shè)計(jì)如表1所示。再通過(guò)對(duì)程序的編寫(xiě)，使計(jì)算機(jī)可依據(jù)故障數(shù)據(jù)表示的具體值來(lái)確定發(fā)生了何種類型的故障。

3下位機(jī)的硬件構(gòu)成

下位機(jī)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，其硬件主要由工業(yè)級(jí)的單片微機(jī)、傳感器及傳感器連接件、電源電路和放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字處理電路、人機(jī)對(duì)話界面、語(yǔ)音電路、通信電路和報(bào)警輸出電路構(gòu)成。各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)會(huì)被傳感器所獲取，之后進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。例如，輸送帶的張力會(huì)由張力傳感器對(duì)力值信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?hào)，而電信號(hào)會(huì)被放大電路予以放大和濾波，再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路去轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，該數(shù)字量再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行整理，最后與上限和下限這些預(yù)先設(shè)定好的定值進(jìn)行比較，而一旦張力值超限，計(jì)算機(jī)就會(huì)給出報(bào)警信號(hào)和發(fā)出相應(yīng)的觸點(diǎn)信號(hào)，該觸點(diǎn)信號(hào)就可以作為開(kāi)關(guān)主拖動(dòng)電機(jī)的信號(hào)使用，亦可以作為拉緊絞車電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制使用，由此便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)張力的自動(dòng)控制。

4通信方式設(shè)計(jì)

這里的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)所采用的是兩級(jí)通信方式，讓上位機(jī)和下位機(jī)不直接連接在一起，而是分別與現(xiàn)場(chǎng)控制中心進(jìn)行連接，1個(gè)上位機(jī)最多能和4個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制中心進(jìn)行連接，而一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的控制中心最多可以和8個(gè)下位機(jī)智能終端進(jìn)行連接，所以煤炭傳輸?shù)谋O(jiān)控系統(tǒng)最多可以同時(shí)監(jiān)控32臺(tái)帶式輸送機(jī)的作業(yè)情況。其中上位機(jī)只和現(xiàn)場(chǎng)控制中心進(jìn)行直接通信，而現(xiàn)場(chǎng)控制中心則負(fù)責(zé)和多臺(tái)下位機(jī)進(jìn)行相互通信。

為了防止多個(gè)下位機(jī)在同一時(shí)間上傳現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信號(hào)，發(fā)生信號(hào)間的沖突問(wèn)題，這里采用了上位機(jī)循環(huán)點(diǎn)名的方法，從而使上傳的數(shù)據(jù)有序。上位機(jī)將現(xiàn)場(chǎng)控制中心號(hào)和終端機(jī)號(hào)等信息結(jié)合到一個(gè)數(shù)據(jù)里，可以叫它“點(diǎn)名數(shù)據(jù)”，然后上位機(jī)循環(huán)發(fā)送這種數(shù)據(jù)到現(xiàn)場(chǎng)控制中心，再由現(xiàn)場(chǎng)控制中心下發(fā)。各個(gè)終端機(jī)根據(jù)這種“點(diǎn)名數(shù)據(jù)”，來(lái)判斷自己是否是接受點(diǎn)名的機(jī)器，然后接受點(diǎn)名了的終端機(jī)會(huì)將自己監(jiān)控的帶式輸送機(jī)的作業(yè)情況上傳至現(xiàn)場(chǎng)控制中心，進(jìn)而傳送到上位機(jī)中去。“點(diǎn)名數(shù)據(jù)”的發(fā)送時(shí)間的間隔是100ms，這樣即使上位機(jī)要和32臺(tái)下位機(jī)進(jìn)行間接連接，也可以在3.2s內(nèi)，將“點(diǎn)名數(shù)據(jù)”在下位機(jī)之間循環(huán)一遍，從而保證了井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)可以及時(shí)傳送到上位機(jī)，也可以對(duì)發(fā)生的故障在第一時(shí)間里發(fā)出警報(bào)和進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的引入，不僅可以減少相應(yīng)作業(yè)人員的數(shù)量，還可以保證煤礦生產(chǎn)中井下作業(yè)的安全，以及煤炭產(chǎn)量的提升等。所以，我們需要在更多的方面引入計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)，如對(duì)煤炭的二次加工，對(duì)礦井的深度開(kāi)采等，也要在實(shí)踐的過(guò)程中對(duì)發(fā)生的問(wèn)題及時(shí)研究和做出處理。（本文作者：賀志芳、劉金鳳、杜國(guó)慶 單位：唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院、住友重機(jī)械（唐山）有限公司）